含可再生分布式电源参与调控的配电网动态分区实时无功优化方法

可再生分布式电源高比例接入,其出力随机性叠加负荷波动性,极大地增加了配电网无功电压调控难度。结合风电、光伏等可再生分布式电源的动态无功调节特性,提出配电网动态分区实时无功优化方法。基于配电网辐射状结构特性,根据支路末端节点性质逆向初步合并,以最大模块度函数为衡量指标进行初始分区,并根据实时运行状态和无功储备约束调整分区,形成可满足动态无功调节的最佳分区方案,然后执行分区实时无功电压调控。最后,以IEEE33节点系统为例通过MATLAB编程进行仿真分析,结果表明:日内实时控制与动态分区相结合,有效提高系统无功电压控制快速性和精确性。     

计及电压不可行分区的配电网无功规划方法

为了高效解决中大型配电系统的无功规划,提出一种计及电压不可行分区的配电网无功规划方法。首先,在电压不可行节点概念基础上,定义电压不可行分区,进而构建配电网无功优化模型。该模型包含无功补偿选址与定容、降损与无功容量优化2个子模型。前者以消除电压异常节点为目标;后者则以降低有功损耗及补偿容量为目标,同时将电压质量作为约束条件纳入目标函数。考虑到无法准确掌握配电拓扑中各节点负荷,定义两种基于系统总负荷的负荷分配模型,研究不同负荷场景对节点电压分布影响。然后,采用改进的引力搜算算法求解无功优化模型。最后,通过对某实际34节点10 kV配电线路进行仿真分析,验证所提规划方法的有效性。     

基于聚类分析的三阶段二级电压控制分区方法

合理的电压控制分区是三级或"软"三级电压控制模式应用的基础,好的分区结果应保证每个分区中都含有无功源,且分区内保持连通性。文中提出一种基于网络结构及电气距离的电压控制分区方法:首先根据网络结构将由辐射状支路连接在一起的无功源并入同一个分区;其次对受控点进行分类处理,在保证分区连通性的基础上将受控点并入电气距离最近的无功源所属分区;最后基于WARD距离对初始分区进行聚类分析,最终确定分区方案。分区聚类仅在有支路连接的相邻分区之间进行,保证了分区结果的连通性,并大大减小了分区聚类的计算量。所述分区方法仅与电网结构及参数有关,与电网的潮流分布无关,能够较好地满足二级电压控制的需要。对IEEE 39节点测试系统及实际电力系统的分区划分结果验证了所述方法的合理性及效率,对实际电力系统二级电压控制具有一定的应用价值。     

基于图形操作的分区无功优化方法

针对当前电网规模大、在线无功优化计算困难的实际情况,提出了一种基于图形操作的分区无功优化方法。该方法可以在系统接线图上通过点图操作实现任意分区,然后对指定区域进行无功优化。详细地介绍了该方法的实现过程,包括选择分区、拓扑分析、边界等值和优化算法等各个环节,由于降低了待求网络的求解规模,该方法大大提高了无功优化的计算速度。该方法目前已经应用到甘肃电网无功优化当中,在改善系统电压质量、降低有功网损等方面取得了良好的实际应用效果。     

考虑无功源容量约束的无功分区方法

无功分区是大规模电网提高无功电压管理的鲁棒性和灵活性的重要措施。虽然,基于复杂网络社团结构的方法为无功分区这个NP难题的求解提供了便捷高效的算法,但是这类方法未能有效处理无功源的容量约束,因此分区结果存在与无功电压控制需求不够一致的问题。为此,本文首先建立无功源平抑受控节点无功变化的控制灵敏度矩阵;之后结合无功源控制容量约束和无功源耦合程度给出了预分区方法,避免初始分区过大超过无功源控制能力的情况;继而,建立以无功传输效率为权重的加权模块度指标,以量化无功分区平衡的程度,避免在分区内出现远距离的无功输送通道。最后,在某省级实际电网规划方案中验证了该方法的有效性。算例表明,本文提出的无功分区结果更加合理,并有利于指导我国实际电网未来的无功源规划与建设。     

基于映射分区的无功电压控制分区算法

在应用传统聚类算法对电网进行无功电压控制分区时,存在可伸缩性不强的缺点,且分区结果难以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区.文中提出一种基于映射分区的无功电压控制分区算法,首先在电气距离的基础上通过凝聚的层次聚类算法得出最优分区数和无功源节点所在的分区号,然后通过映射分区算法确定被控节点的分区.该方法不依赖于状态估计结果,而仅基于网络的拓扑结构和参数.应用所述方法分别对IEEE 39节点、IEEE 118节点系统和福建电网进行了分析计算,分区结果表明该方法可以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区,计算速度快,占用内存小.     

基于谱聚类的无功电压分区和主导节点选择

传统无功电压分区常采用基于潮流运算的聚类算法。该算法计算较复杂,且难以体现出电网拓扑结构。针对这些问题,提出一种基于复杂网络理论的谱聚类无功电压分区新算法。该算法首先基于电网的节点导纳矩阵构建无功电压分区模型,其次利用谱聚类对模型进行分析得到低维度聚类样本,再应用改进的K-means 聚类算法获取分区方案。为了确保分区方案的可行性,基于模块度、无功平衡与无功储备等三个指标建立了一个评价体系,并对分区方案进行校验。为了提高主导节点选择的准确度,引入了程度中心性评价指标。通过IEEE-39节点标准测试系统对算法进行仿真,仿真结果验证了算法的可行性与优越性。     

基于分区的含DG配电网实时无功优化

针对含DG配电网实时无功优化问题,提出了更适合该问题的目标函数,并将实时无功优化与配电网动态分区、短期无功调度相互配合来实现空间上和时间上的解耦。针对配电网动态分区问题,提出了支路切割枚举法,实现了快速动态分区。考虑系统区内无功储备不足等特殊情况,可能会导致系统电压在优化后仍有越限,为保证系统安全,启动第二次优化。通过对含DG的33节点配电系统算例和某实际线路进行验证,表明了该算法在求解实时无功优化问题时的正确性和有效性。     

基于能量信息的电压稳定性量化指标研究

针对系统电压主要受无功影响的特点,从能量的角度,首先建立了考虑无功补偿和不考虑无功补偿条件下的节点能量函数模型,然后讨论了无功注入集合、电压和能量之间的关系,以此为基础,提出了基于能量信息的电压稳定性量化方法.该方法以无功注入集合影响下的有效能量为基准,以对应节点电压变化的能量值作为量化电压稳定性的裕度指标.将裕度指标随电压变化的灵敏度作为趋势指标,初步探讨了系统多种运行方式下,即由发电机无功出力、无功负荷以及电容器补偿等不同无功注入成分变化影响下的量化指标变化情况以及电网拓扑结构变化影响下的量化指标变化情况.在IEEE 30母线系统中对所提指标进行仿真,结果验证了该方法对评估电力系统电压稳定性的有效性和可行性.     

电力系统无功电压控制分区研究综述

将电网划分成若干个子区域进行控制,可以节省计算时间,提升控制效率和效果,改善电压稳定性,防止电压崩溃。介绍了无功电压控制分区概念、电网分区原则及无功电压控制分区方式和方法。从基于灵敏度电气距离采用启发式方法、聚类方法分区,基于复杂网络理论的分区等方面对现有的分区方法研究进行综述,阐述了各种方法的优缺点,并指出了未来研究及发展方向。     

基于SVG无功控制的融冰方法研究

为降低覆冰对低压电网正常运行的影响,提出了一种基于SVG无功控制的线路融冰方法。该方法通过无功补偿控制流过线路的无功电流以增大覆冰线路的总电流,使线路产生功率损耗的热量达到融冰所需的热量,从而实现融冰目的。仔细阐述了该方法拓扑结构及其工作原理,在对SVG控制策略及检测电路深入分析的基础上,考虑覆冰情况对电网电压平衡的影响,构造了新型的检测电路以满足各检测参数的精确性。并通过Matlab对10 kV输电线路融冰模拟系统的仿真分析,其结果证明了该融冰装置能够实现精准调节无功电流来满足融冰需求。     

超高压电网无功平衡实用计算

介绍了以直流潮流为基础,结合最优无功补偿理论的超高压电网无功平衡计划实用计算方法.该方法根据电网有功日负荷预测值,按照实际的电网拓扑结构和运行方式,首先计算线路和变压器等电网元件的等值电、路参数,生成导纳矩阵,通过直流潮流计算支路有功潮流和无功损耗,然后按照无功分点在线路中点的优化理论,快速优化各节点无功补偿量.算例表明,该实用算法可避免重复迭代和潮流不收敛问题.     

基于PCA谱聚类分析的无功分区方法研究

以互联电网简化拓扑结构模型为基础,结合复杂网络理论,提出了一种基于PCA谱聚类分析的无功电压分区新方法。该方法根据电网的运行和结构特性,以网络的加权邻接矩阵作为无功分区的简化拓扑模型,利用PCA对分区模型进行主成分分析,将主成分个数作为谱聚类选择特征向量的维数标准,从而改进了谱聚类算法并完成对电力网络的快速有效划分。同时,把无功缺额度与模块度Q函数结合起来构建新的模块度指标,保证了分区数目的合理性并改善了区域的无功平衡性,最后对分区结果进行无功备用校验并做出相应调整从而得到最终的分区方案。通过对IEEE 30标准节点的仿真计算和测试,验证了该分区方法的有效性。     

输电网络的分层分区电压无功调节方法

基于无功的分层分区平衡与就地补偿原则、中枢点电压的逆调压原则,提出了输电网络电压无功调节方法。首先定义了同层区及其负载率、无功调节能力和无功不平衡度等概念,以此来确定无功平衡与逆调压的理想目标,评估电网的无功平衡水平。在此基础上提出了分层分区的电压无功调节策略,该策略包括3个阶段:1)全局电压无功调节;2)无功的分层分区平衡调节;3)终端变电站的局部电压与无功调节。分析了每个阶段的潮流特征,制定了各阶段的电压无功调节规则,尽可能实现全网的电压合格和分层分区的无功平衡。算例结果验证了该方法的有效性。     

节点势能架构下的电压脆弱性评估

考虑到系统电压主要受无功影响的特点,从节点势能的角度提出电压脆弱性评估方法。该方法以无功负荷、发电机无功出力、无功补偿等不同无功注入成分变化下的势能裕度为基准,根据通常的电压稳定指标和电压脆弱性的定义推导不同无功注入成分影响下的电压脆弱性评估的程度指标及趋势指标,探讨网络拓扑结构和无功注入成分变化下电压脆弱性评估指标的获取。该方法的优势是能统一量化节点电压在系统不同无功注入成分变化影响下的演变过程,并准确确定系统最薄弱点。在IEEE-30母线系统中的仿真结果及其与基于连续潮流法的传统电压稳定指标仿真结果的对比,验证该方法的有效性和可行性。     

基于边际成本和潮流追踪的无功定价

提出了一种将实时无功电价法和无功综合成本分摊法有机结合在一起的无功定价方法，即首先基于边际成本理论将无功生产成本分摊给电网的各条支路，然后基于潮流追踪法将分摊给各支路的无功生产成本分摊到使用该支路的各负荷，从而得到各负荷应承担的无功生产成本及相应的无功价格。该方法既能确保无功成本的收支平衡，又可提供相应的经济信号，因此弥补了实时无功电价法和无功综合成本分摊法的不足。仿真计算结果验证了该方法的可行性与合理性。     

基于支路势能改进的振荡中心定位方法

针对目前电力系统中运用能量法确定振荡中心时因故障时间未知,积分的起始时间不确定这一问题,提出了基于有功功率变化的支路势能定位振荡中心的方法。该方法首先得到故障后发电机组的之间的分群情况,对机群之间的线路进行重点观测,然后求取线路的有功变化率大于整定值的时刻,以该时刻为支路势能积分的起始时刻对线路进行处理,最后求取势能变化最大的线路即为振荡中心所在的线路并利用振荡中心定义对所求取的结果进行检验。新英格兰10机系统和某实际省级电网算例的计算结果验证了所提出方法的有效性。     

基于网络数字化挖掘的电网拓扑结构辨识

在分析电网物理与运行特性基础上,应用复杂网络理论对电网拓扑模型进行网络数据挖掘,实现对电网拓扑模型的结构辨识.提出了基于有功和无功网络分解的有向加权电网拓扑模型,给出了线路方向选取与线路权重计算的方法;重新定义了最短电气路径及相关网络参数,提出了平均贡献度的概念及计算方法;在此基础上,对电网进行了骨干网与社区网的数据挖...     

计及新能源消纳的地区电网无功电压优化控制策略

新能源高比例接入电网导致的电压质量下降，是制约新能源消纳能力的重要因素。为此，提出一种基于新能源最大消纳能力的无功电压优化控制方法。利用新能源发电预测数据评估最大发电能力，建立无功电压优化模型并求解各节点的电压控制目标，进行超前决策控制。根据地区电网的拓扑特征和运行特性，设计动态分区、策略预判、告警闭锁等相关功能，提升控制方法的安全性和稳定性。对实际算例的仿真分析结果表明，该方法对无功电压支撑具有良好效果，可有效促进地区电网的新能源消纳。     

考虑区域负荷无功裕度的无功电压优化分区方法

考虑到无功电压分区控制对区域无功平衡能力的要求,提出了区域负荷无功裕度的概念,并建立了同时考虑节点间电气耦合程度、区域静态无功平衡能力与无功储备分区要求的无功电压优化分区模型。模型包括使各分区区域电气半径平方和最小与使所有分区中区域负荷无功裕度值最小的分区无功裕度值最大两个目标函数,约束方面要求各分区内静态无功平衡。针对所建模型的特点采用了多目标自适应进化规划算法求解,并基于IEEE 39节点算例系统,仿真对比分析了所提方法的特点,仿真结果验证了方法的有效性。